阅读说明：本技术 一种基于太阳能无人机的水质采样装置 () 是由 李洁 于 2020-05-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于太阳能无人机的水质采样装置,包括太阳能无人机本体,所述太阳能无人机本体下方设有转动机构,转动机构一侧设有复位机构,复位机构一侧设有限位机构,限位机构一侧设有导向机构,所述太阳能无人机本体下端安装有升降取水机构,升降取水机构一侧设有定深取水机构。本发明的有益效果是,此装置可根据实际情况取得不同深度水位的样本,并且可对多个位置进行取水并分别盛放,使用较方便,所取得的样本范围较广泛。()

一种基于太阳能无人机的水质采样装置

技术领域

本发明涉及无人机设备技术领域，更具体的说，涉及一种基于太阳能无人机的水质采样装置。

背景技术

为了保障我国的水资源不受污染，需要经常对江河湖海等水域进行水质检测，在检测时，需要对水质进行取样，若在取样较方便的水域，直接取水即可，若需要在比较危险或者不容易到达的水域进行取样，则需要通过无人机进行取样。

现有技术中，在使用无人机对水质进行取样时，直接通过无人机将取水装置携带到水域上空，然后通过电机的转动，将绳子放出，在重力的作用下，可使得取水容器下降，取水完毕后，将取水容器携带到岸边即可，但是此装置在使用时，存在一些问题，其只能取水面上方的水样，对于水面下方的水样无法采集，所采集的样本较少，使用存在较大的局限性。

发明内容

针对以上缺陷，本发明提供一种基于太阳能无人机的水质采样装置，以解决的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于太阳能无人机的水质采样装置，包括太阳能无人机本体，所述太阳能无人机本体下方设有转动机构，转动机构一侧设有复位机构，复位机构一侧设有限位机构，限位机构一侧设有导向机构，所述太阳能无人机本体下端安装有升降取水机构，升降取水机构一侧设有定深取水机构，

所述升降取水机构包括固定安装在太阳能无人机本体下端的盛放台，盛放台下方设有转动轴，转动轴两端安装有第一滚动轴承，第一滚动轴承上端安装有固定柱，固定柱上端与盛放台下表面固定连接，转动轴两端安装有收线轮，收线轮位于第一滚动轴承内侧，收线轮上缠绕有升降线，盛放台下方设有升降台，升降台上表面两侧安装有连接杆，升降线下端与连接杆固定连接，升降台一侧开有圆形通孔，圆形通孔处设有导向圆筒，圆形通孔和导向圆筒处安装有第一密封垫，导向圆筒通过螺栓连接在圆形通孔处，导向圆筒内设有升降活塞，升降活塞上方设有推动柱，推动柱上端与盛放台下表面固定连接，导向圆筒上端安装有第二密封垫，升降活塞上端从第二密封垫内穿过，升降台下端通过螺栓连接有密封箱体，导向圆筒下端伸到密封箱体内，密封箱体内下表面和升降台下表面安装有第一单向轴承，密封箱体内设有转动杆，转动杆两端***第一单向轴承内，转动杆上安装有转动盘，转动盘上开有多个圆形贯穿孔，圆形贯穿孔处通过螺栓连接有取水筒，取水筒内设有取水活塞，取水筒下端安装有进水管，进水管处安装有第一单向阀，第一单向阀进口端安装有吸水管，密封箱体下端开有多个进水口，吸水管一端与进水口固定连接，进水管一侧安装有排气管，排气管处安装有第二单向阀，第二单向阀出口端安装有出气管，密封箱体下端开有多个出气口，出气管一端与出气口固定连接，

所述定深取水机构包括位于升降台上方的漂浮台，漂浮台两端开有锥形孔，升降线下端穿过锥形孔与连接杆固定连接，漂浮台上端安装有收线盘，收线盘上缠绕有调节线，调节线下端与升降活塞上端固定连接，盛放台下端一侧安装有连接台，连接台下端一侧安装有固定台，固定台上表面安装有旋转电机，旋转电机旋转端外侧套装有转动圆筒，转动圆筒外侧安装有第二滚动轴承，第二滚动轴承下端安装有支撑柱，支撑柱下端固定安装在固定台上，转动圆筒外侧安装有第一齿轮，固定台上方设有传动杆，传动杆上安装有两个第三滚动轴承，第三滚动轴承上端安装有支撑杆，支撑杆上端与盛放台下表面固定连接，传动杆上安装有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，传动杆一端安装有第一伞齿轮，转动轴上安装有第二伞齿轮，第二伞齿轮与第一伞齿轮啮合，旋转电机旋转端安装有方形传动轴，方形传动轴一侧设有传动台，传动台上开有方形开口，方形开口套装在方形传动轴外侧，传动台靠近第一齿轮的一侧表面安装有多个第一弹簧顶针，第一弹簧顶针末端安装有第一万向滚珠，第一齿轮一侧开有多个第一传动孔，传动台靠近收线盘的一侧表面安装有多个第二弹簧顶针，第二弹簧顶针末端安装有第二万向滚珠，收线盘一侧开有多个第二传动孔，固定台上方设有移动杆，移动杆两侧下端安装有多个支撑轮，支撑轮下端放置在固定台上，移动杆一侧表面安装有复位弹簧，复位弹簧一端与连接台固定连接，移动杆两侧表面一端安装有限位套筒，限位套筒一侧设有限位柱，限位柱一端与连接台一侧表面固定连接，限位柱另一端伸入限位套筒内，移动杆另一侧表面安装有移动块，移动块一侧开有方形通槽，方形通槽内两侧表面安装有多个第三万向滚珠，移动杆一侧表面安装有移动板，移动板一侧设有电磁铁，电磁铁固定安装在固定台上。

进一步的，所述吸水管和出气管均为伸缩软管。

进一步的，所述调节线上设有数字刻度，所述盛放台下表面安装有摄像头，摄像头位于收线盘上方。

进一步的，转动机构包括固定安装在转动杆上端的第二单向轴承，第二单向轴承外侧安装有第三齿轮，第三齿轮一侧设有移动齿条，移动齿条上开有滑槽，移动齿条一侧设有导向台，导向台上安装有多个导向柱，导向柱末端安装有导向轮，密封箱体一侧开有进出口，移动齿条一端从进出口伸到密封箱体外侧，移动齿条和进出***叉处安装有第三密封垫，盛放台下表面安装有梯形台，梯形台位于移动齿条一侧，移动齿条靠近梯形台的一侧表面安装有滑轮，升降台下表面安装有固定杆，固定杆下端安装有摩擦垫，摩擦垫下端与第三齿轮贴合。

进一步的，所述第二单向轴承和第一单向轴承的转动方向相反。

进一步的，复位机构包括固定安装在移动齿条上表面一侧的第一复位板，第一复位板一侧设有第二复位板，第二复位板固定安装在升降台下表面，第一复位板和第二复位板之间通过连接弹簧连接，第一复位板和第二复位板均位于密封箱体内。

进一步的，限位机构包括位于收线盘上的多个限位孔，漂浮台上表面两侧安装有第三弹簧顶针，第三弹簧顶针上端安装有限位杆，限位杆上表面安装有第四万向滚珠，第三弹簧顶针上端一侧安装有升降板，升降板上方设有拦截柱，拦截柱上端固定安装在盛放台下表面。

进一步的，导向机构包括位于升降台四个角处的导向孔，导向孔上端安装有锥形导向管，盛放台下表面安装有四个导向杆。

本发明的有益效果：通过转动轴的转动，可将升降线收起或放出，从而将取水筒置于水面下方，并使得漂浮台浮在水面上方，通过收线盘的转动，可放出对应长度的调节线，从而在取水筒置于水面下方时，通过漂浮台上连接的调节线可将升降活塞和取水活塞拉动，从而对不同深度的水位进行取水，在取水完毕后，可通过转动轴的转动，可将取水筒和漂浮台均升高到盛放台下方，在升高时，通过梯形台可将移动齿条推动，从而可使得移动齿条带动第三齿轮转动，从而更换取水筒的位置，便于在不同的地方上进行取水，可取得多个位置的样本，此装置可根据实际情况取得不同深度水位的样本，并且可对多个位置进行取水并分别盛放，使用较方便，所取得的样本范围较广泛。

附图说明

图1是本发明所述一种基于太阳能无人机的水质采样装置的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是图1中B处的局部放大图；

图4是图1中C处的局部放大图；

图5是本发明所述一种基于太阳能无人机的水质采样装置的侧视示意图；

图6是图5中D处的局部放大图；

图7是图5中E处的局部放大图；

图8是本发明所述定深取水机构的局部示意图；

图9是本发明所述转动机构的局部示意图；

图10是本发明所述导向机构的局部示意图；

图中，1、太阳能无人机本体；2、盛放台；3、转动轴；4、第一滚动轴承；5、固定柱；6、收线轮；7、升降线；8、升降台；9、连接杆；10、圆形通孔；11、导向圆筒；12、第一密封垫；13、升降活塞；14、推动柱；15、第二密封垫；16、密封箱体；17、第一单向轴承；18、转动杆；19、转动盘；20、圆形贯穿孔；21、取水筒；22、取水活塞；23、进水管；24、第一单向阀；25、吸水管；26、进水口；27、排气管；28、第二单向阀；29、出气管；30、出气口；31、漂浮台；32、锥形孔；33、收线盘；34、调节线；35、连接台；36、固定台；37、旋转电机；38、转动圆筒；39、第二滚动轴承；40、支撑柱；41、第一齿轮；42、传动杆；43、第三滚动轴承；44、支撑杆；45、第二齿轮；46、第一伞齿轮；47、第二伞齿轮；48、方形传动轴；49、传动台；50、方形开口；51、第一弹簧顶针；52、第一万向滚珠；53、第一传动孔；54、第二弹簧顶针；55、第二万向滚珠；56、第二传动孔；57、移动杆；58、支撑轮；59、复位弹簧；60、限位套筒；61、限位柱；62、移动块；63、方形通槽；64、第三万向滚珠；65、移动板；66、电磁铁；67、摄像头；68、第二单向轴承；69、第三齿轮；70、移动齿条；71、滑槽；72、导向台；73、导向柱；74、导向轮；75、进出口；76、第三密封垫；77、梯形台；78、滑轮；79、固定杆；80、摩擦垫；81、第一复位板；82、第二复位板；83、连接弹簧；84、限位孔；85、第三弹簧顶针；86、限位杆；87、第四万向滚珠；88、升降板；89、拦截柱；90、导向孔；91、锥形导向管；92、导向杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-10所示：一种基于太阳能无人机的水质采样装置，包括太阳能无人机本体1，所述太阳能无人机本体1下方设有转动机构，转动机构一侧设有复位机构，复位机构一侧设有限位机构，限位机构一侧设有导向机构，太阳能无人机本体1下端安装有升降取水机构，升降取水机构一侧设有定深取水机构，

升降取水机构包括固定安装在太阳能无人机本体1下端的盛放台2，盛放台2下方设有转动轴3，转动轴3两端安装有第一滚动轴承4，第一滚动轴承4上端安装有固定柱5，固定柱5上端与盛放台2下表面固定连接，转动轴3两端安装有收线轮6，收线轮6位于第一滚动轴承4内侧，收线轮6上缠绕有升降线7，盛放台2下方设有升降台8，升降台8上表面两侧安装有连接杆9，升降线7下端与连接杆9固定连接，升降台8一侧开有圆形通孔10，圆形通孔10处设有导向圆筒11，圆形通孔10和导向圆筒11处安装有第一密封垫12，导向圆筒11通过螺栓连接在圆形通孔10处，导向圆筒11内设有升降活塞13，升降活塞13上方设有推动柱14，推动柱14上端与盛放台2下表面固定连接，导向圆筒11上端安装有第二密封垫15，升降活塞13上端从第二密封垫15内穿过，升降台8下端通过螺栓连接有密封箱体16，导向圆筒11下端伸到密封箱体16内，密封箱体16内下表面和升降台8下表面安装有第一单向轴承17，密封箱体16内设有转动杆18，转动杆18两端***第一单向轴承17内，转动杆18上安装有转动盘19，转动盘19上开有多个圆形贯穿孔20，圆形贯穿孔20处通过螺栓连接有取水筒21，取水筒21内设有取水活塞22，取水筒21下端安装有进水管23，进水管23处安装有第一单向阀24，第一单向阀24进口端安装有吸水管25，密封箱体16下端开有多个进水口26，吸水管25一端与进水口26固定连接，进水管23一侧安装有排气管27，排气管27处安装有第二单向阀28，第二单向阀28出口端安装有出气管29，密封箱体16下端开有多个出气口30，出气管29一端与出气口30固定连接，

定深取水机构包括位于升降台8上方的漂浮台31，漂浮台31两端开有锥形孔32，升降线7下端穿过锥形孔32与连接杆9固定连接，漂浮台31上端安装有收线盘33，收线盘33上缠绕有调节线34，调节线34下端与升降活塞13上端固定连接，盛放台2下端一侧安装有连接台35，连接台35下端一侧安装有固定台36，固定台36上表面安装有旋转电机37，旋转电机37旋转端外侧套装有转动圆筒38，转动圆筒38外侧安装有第二滚动轴承39，第二滚动轴承39下端安装有支撑柱40，支撑柱40下端固定安装在固定台36上，转动圆筒38外侧安装有第一齿轮41，固定台36上方设有传动杆42，传动杆42上安装有两个第三滚动轴承43，第三滚动轴承43上端安装有支撑杆44，支撑杆44上端与盛放台2下表面固定连接，传动杆42上安装有第二齿轮45，第二齿轮45与第一齿轮41啮合，传动杆42一端安装有第一伞齿轮46，转动轴3上安装有第二伞齿轮47，第二伞齿轮47与第一伞齿轮46啮合，旋转电机37旋转端安装有方形传动轴48，方形传动轴48一侧设有传动台49，传动台49上开有方形开口50，方形开口50套装在方形传动轴48外侧，传动台49靠近第一齿轮41的一侧表面安装有多个第一弹簧顶针51，第一弹簧顶针51末端安装有第一万向滚珠52，第一齿轮41一侧开有多个第一传动孔53，传动台49靠近收线盘33的一侧表面安装有多个第二弹簧顶针54，第二弹簧顶针54末端安装有第二万向滚珠55，收线盘33一侧开有多个第二传动孔56，固定台36上方设有移动杆57，移动杆57两侧下端安装有多个支撑轮58，支撑轮58下端放置在固定台36上，移动杆57一侧表面安装有复位弹簧59，复位弹簧59一端与连接台35固定连接，移动杆57两侧表面一端安装有限位套筒60，限位套筒60一侧设有限位柱61，限位柱61一端与连接台35一侧表面固定连接，限位柱61另一端伸入限位套筒60内，移动杆57另一侧表面安装有移动块62，移动块62一侧开有方形通槽63，方形通槽63内两侧表面安装有多个第三万向滚珠64，移动杆57一侧表面安装有移动板65，移动板65一侧设有电磁铁66，电磁铁66固定安装在固定台36上，通过转动轴3的转动，可将升降线7放出，可使得取水筒21落在水面下方，并且通过提前设置好调节线34的长度，可对指定深度的水位进行取样。

进一步的，吸水管25和出气管29均为伸缩软管，可便于转动盘19带动取水筒21转动，从而切换取水筒21的位置。

进一步的，调节线34上设有数字刻度，盛放台2下表面安装有摄像头67，摄像头67位于收线盘33上方，可便于在指定深度取样。

进一步的，转动机构包括固定安装在转动杆18上端的第二单向轴承68，第二单向轴承68外侧安装有第三齿轮69，第三齿轮69一侧设有移动齿条70，移动齿条70上开有滑槽71，移动齿条70一侧设有导向台72，导向台72上安装有多个导向柱73，导向柱73末端安装有导向轮74，密封箱体16一侧开有进出口75，移动齿条70一端从进出口75伸到密封箱体16外侧，移动齿条70和进出口75交叉处安装有第三密封垫76，盛放台2下表面安装有梯形台77，梯形台77位于移动齿条70一侧，移动齿条70靠近梯形台77的一侧表面安装有滑轮78，升降台8下表面安装有固定杆79，固定杆79下端安装有摩擦垫80，摩擦垫80下端与第三齿轮69贴合，可便于带动转动杆18转动。

进一步的，第二单向轴承68和第一单向轴承17的转动方向相反，可在转动杆18转动后，将其位置固定。

进一步的，复位机构包括固定安装在移动齿条70上表面一侧的第一复位板81，第一复位板81一侧设有第二复位板82，第二复位板82固定安装在升降台8下表面，第一复位板81和第二复位板82之间通过连接弹簧83连接，第一复位板81和第二复位板82均位于密封箱体16内，可便于将移动齿条70回到原位。

进一步的，限位机构包括位于收线盘33上的多个限位孔84，漂浮台31上表面两侧安装有第三弹簧顶针85，第三弹簧顶针85上端安装有限位杆86，限位杆86上表面安装有第四万向滚珠87，第三弹簧顶针85上端一侧安装有升降板88，升降板88上方设有拦截柱89，拦截柱89上端固定安装在盛放台2下表面，可在漂浮台31升降前后，将收线盘33固定或者松开。

进一步的，导向机构包括位于升降台8四个角处的导向孔90，导向孔90上端安装有锥形导向管91，盛放台2下表面安装有四个导向杆92，可便于保证升降台8的移动方向。

在本实施方案中，此装置的用电设备通过与无人机配套的遥控装置进行控制，通过遥控装置控制无人机属于现有成熟技术，在此不做详述，在使用前，将清洗干净的取水筒21通过螺栓连接安装在圆形贯穿孔20处，将第一单向阀24进口端与与吸水管25连接，将第二单向阀28与出气管29连接，将取水筒21内的取水活塞22置于取水筒21上端，将密封箱体16通过螺栓连接安装在升降台8下方，并做好防水处理，将其中一个取水筒21放置在升降活塞13下方，由工作人员将升降活塞13下端推入取水筒21内下端，

常态下，升降台8和漂浮台31均处于盛放台2下方，此时通过拦截柱89将升降板88压住，使得第三弹簧顶针85压缩，此时可将限位杆86从限位孔84中拉出，将电磁铁66通电，电磁铁66可将移动板65吸引，并将移动杆57向一侧移动，移动杆57下方的支撑轮58可减小移动杆57移动时的摩擦力，限位套筒60和限位柱61可保证移动杆57的移动方向，在移动杆57移动时，可将复位弹簧59拉伸，并使得移动块62移动，通过方形凹槽63可使得传动台49在方形传动轴48上移动，可使得第一弹簧顶针51和第一万向滚珠52从第一传动孔53中移动出来，并且可将第二弹簧顶针54和第二万向滚珠55进入第二传动孔56内，若第二弹簧顶针54此时不与第二传动孔56位置对应，可将第二弹簧顶针54压缩，并且在传动台49转动后，使得第二弹簧顶针54转动到第二传动孔56处，并使得第二弹簧顶针54和第二万向滚珠55进入第二传动孔56内，第二万向滚珠55可在第二弹簧顶针54与收线盘33产生相对运动时，减小摩擦力，启动旋转电机37正转或者反转，其可带动方形传动轴48转动，方形传动轴48通过方形开口50可带动传动台49转动，传动台49可通过第二弹簧顶针54和第二传动孔56的连接，可使得收线盘33转动，从而带动将调节线34收起或放出，通过摄像头67可拍摄调节线34的长度，调整完毕后，关闭旋转电机37，便于对指定深度进行取水，

在调整好调节线34的长度后，将电磁铁66断电，在复位弹簧59的弹力作用下，可将移动杆57带回原位，并使得第二弹簧顶针54和第二万向滚珠55从第二传动孔56中脱离，第一弹簧顶针51和第一万向滚珠52进入第一传动孔53中，由工作人员控制将太阳能无人机本体1升空并移动，将其移动到指定位置后，使得太阳能无人机本体1在空中悬停，启动旋转电机37正转，旋转电机37通过方形传动轴48可带动传动台49转动，然后通过第一弹簧顶针51可带动第一齿轮41在转动圆筒38外侧转动，第一齿轮41与第二齿轮45啮合，可带动第二齿轮45、传动杆42、第一伞齿轮46转动，第一伞齿轮46与第二伞齿轮47啮合，从而可带动第二伞齿轮47、转动轴3、收线轮6正转，从而可将升降线7放出，在重力的作用下，升降台8和漂浮台31向下方移动，在漂浮台31向下方移动时，可将第三弹簧顶针85向下方带动，此时，升降板88与拦截柱89脱离，第三弹簧顶针85可将限位杆86向上方推动，从而使得限位杆86进入限位孔84内，若限位杆86与限位孔84的位置不对应，可使得第三弹簧顶针85压缩，并在收线盘33少量转动后，使得第三弹簧顶针85将限位杆86推入限位孔84内，从而可防止收线盘33转动，

在升降台8向下方移动落到水面时，升降台8的重力大于升降台8和密封箱体16所受到的浮力，可使得升降台8和密封箱体16落到水面下方，第一密封垫12、第二密封垫15、第三密封垫76可防止水进入密封箱体16内，在升降台8落入水面下方后，漂浮台31浮在水面上，会将调节线34拉伸，在调节线34被拉直后，由于收线盘33自身固定不可转动，调节线34下端会拉伸升降活塞13上端，此时可在升降台8带动导向圆筒11向下方移动时，调节线34可将升降活塞13向上方拉动，升降活塞13下端位于取水筒21内，在升降活塞13向上方移动时，会产生负压，从而可将取水活塞22向上方拉动，此时取水筒21通过进水管23、第一单向阀24、吸水管25、进水口26可将水抽到取水筒21内，在升降活塞13从取水筒21中移动出来之后，由于升降活塞13可取水活塞22之间存在空气，此时可防止取水活塞22继续上升，完成一次取样，在取样完毕后，由于调节线34的牵引和第二密封垫15阻止升降活塞13继续上升，可防止升降台8继续下降，通过摄像头67观察到升降线7产生弯曲时，说明取样完毕，此时，启动旋转电机37反转，并带动收线轮6反转开始收线，从而可将升降台8和密封箱体16向上方拉动，当升降台8从水面离开之后，会将漂浮台31向上方推动，连接杆9落入漂浮台31上的锥形孔32内，调节线34落在漂浮台31上，若在正常使用时，调节线34由于某些原因缠绕在一起，则通过将太阳能无人机本体1移动到工作人员附近，由人工进行调整，

在升降台8带动密封箱体16上升时，导向杆92下端先伸入锥形导向管91内，进而伸到导向孔90内，对升降台8进行导向，移动齿条70接触到梯形台77下端的斜面处时，通过滑轮78减小摩擦力，可将移动齿条70向一侧推动，并将连接弹簧83拉伸，移动齿条70一端与第三齿轮69啮合，可使得第三齿轮69转动，第三齿轮69可带动第二单向轴承68转动，根据第二单向轴承68单向转动的作用，此时第二单向轴承68与转动杆18不发生相对转动，可使得转动杆18在两个第一单向轴承17之间转动，从而可使得转动盘19和取水筒21转动，可在密封箱体16向上方移动一次时，使得转动盘19转动对应的角度，将下一个位置的取水筒21转动到升降活塞13下方，吸水管25和出气管29可随着取水筒21的转动而伸缩，防止扭曲，在升降台8继续上升时，可使得推动柱14下端与升降活塞13上端接触，从而可将升降活塞13向下方推动，并将升降活塞13下端推入下方的取水筒21内，在密封箱体16下降时，移动齿条70移动到梯形台77下方，移动齿条70在连接弹簧83的弹力作用下，可将移动齿条70拉回原位，此时转动杆18与第一单向轴承17不发生相对运动，第二单向轴承68可在转动杆18外侧转动，防止取水筒21晃动，通过固定杆79和摩擦垫80可增大第三齿轮69的摩擦力，防止其自身转动，在完成一次取水后，由工作人员可将太阳能无人机本体1移动到下一个位置，重复上述过程进行取样，在取样完毕后，将太阳能无人机本体1移动到工作人员一次，将密封箱体16取下，进而将取水筒21取下，进行检测。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。